Diseño e Ingeniería de Layouts

Definición: El layout de un proceso o de un sistema de operaciones es la distribución física espacial de los distintos procesos o tareas de transformación y aprovisionamiento, y de los distintos inputs que alimentan dichos procesos.     Layout = Distribución en planta

La decisión de layout es crucial, ya que puede afectar negativamente a:

• Tiempo de flujo
• Capacidad
• Colas de clientes
• Costes
• Confusión
• Errores
• Fallos
• Operaciones inflexibles

El layout define la posición espacial o ubicación de:

• Entrada = Imputs, aprovisionamiento (materia prima, energía)
• Actividades, recorrido o flujos de los ítems
• Instalaciones (oficinas, áreas de descanso, pasillos, lavabos)
• Procesadores (máquinas, grúas, personas, clientes)

Definición de Layout: Objetivos para una Correcta Decisión

Los objetivos principales al diseñar un layout son:

• Minimizar los tiempos de flujo.
• Crear un sentido de unidad o compactación para evitar confusiones y retrasos.
• Garantizar la flexibilidad: Fabricación de varios tipos de productos, cambios en los volúmenes de fabricación, procesos y tecnología en el diseño de los productos.
• Maximizar la capacidad con los recursos disponibles, eliminando los cuellos de botella.
• Conseguir el mínimo movimiento de ítems, procesadores e inputs.
• Aprovechar y minimizar el uso del espacio.
• Priorizar la ergonomía de los puestos donde se realizan las actividades.
• Tener en cuenta el mantenimiento de máquinas, instalaciones e infraestructura.
• Garantizar la seguridad y salud de la mano de obra.
• Permitir los controles de calidad y supervisión de los procesos y actividades.
• Considerar los aspectos medioambientales.

Tipologías Genéricas de Layouts

• Agrupación por similitud: Se agrupan en el mismo lugar procesadores y actividades similares que realizan las mismas funciones.
• Modo de funcionamiento del sistema de operaciones: Zonas de trabajo, flujos de trabajo que pasan por un proceso o secuencia en orden de las actividades.
• Tipología de procesos/productos más empleado: Fabricación por lotes (muchos tipos de productos poco estandarizados, se genera mucho producto en curso).

Distribución por Productos o Flow-Shop Layout

Consiste en agrupar en una misma zona todas las actividades y procesadores necesarios para fabricar un determinado producto/servicio. Cada producto se fabrica en una zona determinada, por lo que se deben colocar las actividades/procesadores lo más cerca posible de sus antecesores, y así sucesivamente.

• Cada línea de producto o servicio tiene su zona de trabajo o fabricación.
• No hay flujos de trabajo entre zonas, solo dentro de la misma zona de fabricación de cada línea de producto.
• Tipologías de procesos/productos más empleadas: fabricar por lotes/línea, montaje, proceso continuo, pocos tipos de productos, se genera poco producto en curso en cada zona de trabajo.

Distribución por Líneas de Montaje (un tipo de distribución por producto)

Existe un dispositivo de transporte único por el que fluyen los ítems y que enlaza secuencialmente todas las actividades. Debe existir un equilibrio en el proceso, sin cuellos de botella, ya que todas las estaciones operan con tiempos de proceso muy equivalentes.

• Configuración de la línea de montaje: forma de U, recta, ramificada, forma de O, longitud de línea, cantidad de actividades.
• Mix de productos que fabrica: cantidad de productos distintos que se fabrican.
• Características de cada workstation.
• Tipos de dispositivos de transporte.

Distribución Celular o Group Technology (GT)

• Distintos tipos de procesadores (máquinas y personal) se agrupan en centros de trabajo o células para producir componentes de productos o productos con formas y especificaciones similares.
• Cada celda fabrica un solo producto y necesita procesadores similares.
• Cada componente o familia de componentes que fabrica una celda está codificado para obtener estandarización de piezas.
• Sistema celular: mix layout procesos + layout productos. Cada célula funciona como una isla de distribución (layout) por productos en medio de una distribución por procesos de toda la planta. Cada componente o módulo obtenido en cada celda se irá ensamblando al producto final, cuyo ensamblaje sigue un layout por productos (ítem).
• Layout que emplea el sistema de fabricación JIT.

Distribución Punto Fijo

• Los ítems no se mueven debido a su tamaño o peso, y su elaboración se realiza en un punto fijo.
• Todas las actividades o tareas se realizan en el mismo punto fijo.
• Los procesadores y los inputs se van moviendo alrededor del producto para irlo procesando.

Distribución de Retail-Servicio

• Maximizar la rentabilidad por metro cuadrado de tienda.
• Maximizar la exposición de producto.
• Minimizar el coste del traslado del cliente.
• Optimizar el ‘servicescape’ = percepción del layout en el cliente: condiciones ambientales positivas para clientes y empleados (iluminación, olor, temperatura, sonido, layout espacial y funcionalidad del establecimiento).
• Optimizar la circulación de clientes y agrupar eficientemente los productos (compra impulsiva, temporada, etc.), los puntos de información, los puntos de cobro, los servicios, las entradas, salidas, etc.
• Merchandising: precios, carteles, etiquetas, fotos, publicidad en punto de venta, etc.

Métodos de Cálculo para Establecer la Distribución

Distribución por Procesos

El objetivo es determinar la ubicación idónea y relativa de las diferentes zonas de trabajo, tratando de:

• Disminuir las distancias a recorrer y el coste asociado al flujo de materiales.
• Mejorar la eficiencia de las operaciones.
• Adaptarse a la superficie disponible, instalaciones y seguridad del edificio donde se va a realizar el proceso.

1. Técnica de análisis de la secuencia de operaciones: Para distribuir y localizar los departamentos o zonas de trabajo basándose en el grado de interrelación que tendrán entre ellos. Hay que acercar las zonas que tienen mayor interrelación.
2. Técnica de análisis de diagrama de bloques: Sirve para estimar y establecer el área concreta de cada zona de trabajo (forma y dimensiones) y su ubicación relativa dentro del edificio, acorde con el número de máquinas, puestos de trabajo, sus espacios requeridos (tamaño máquinas, zona para operarios, zonas de almacenamiento de productos, pasillos).
3. Técnica de análisis de carga-distancia: Sirve para, entre varias propuestas de distribución en planta, seleccionar aquella que minimice el tiempo de transporte de materiales.

Distribución por Productos

El objetivo es equilibrar las líneas de montaje o fabricación:

• Puestos de trabajo en la misma línea con la misma capacidad (tasa de producción máxima) para no producir cuellos de botella.
• La línea no se para. Todos los puestos han de ir sincronizados, al mismo ritmo de trabajo.

¿Qué se debe hacer para equilibrar las líneas?

• Asignar más o menos procesadores a un puesto de trabajo en la línea (+/- máquinas, personas, etc.).
• Aumentar o disminuir la disponibilidad de los procesadores.
• Asignar más o menos tareas a un puesto de trabajo en la línea.
• Cambiar el orden de la secuencia de tareas/puestos de trabajo.
• Cambiar de zona las tareas para minimizar tiempos de espera, manipulación o transporte.
• Aumentar la multifuncionalidad y la flexibilidad.
• Eliminar las paradas de línea debido a paradas de determinados puestos de trabajo (averías, mantenimiento, fallos de calidad, etc.).

Restricciones al Equilibrar la Línea

Hay restricciones que impiden equilibrar la línea de manera más eficiente:

• Restricciones de precedencia: No se puede alterar el orden del proceso y la secuencia de tareas.
• Restricciones de zona: No se puede cambiar de ubicación a determinadas tareas (cámara frigorífica, depósitos, zonas de pintura, requerimientos de instalaciones especiales, etc.).
• Restricciones de posición: No se puede modificar la posición del producto en la cadena, ya que, según el tipo de tarea, solo pueden realizarse para una posición determinada del producto.
• Restricciones de estructuras fijas: Máquinas que no pueden desplazarse y han de estar en una posición fija, como las grandes prensas.

Etiquetas: distribución en planta, eficiencia, ergonomía, flujo de trabajo, layout